KR101380806B1

KR101380806B1 - 부산물 처리방법

Info

Publication number: KR101380806B1
Application number: KR1020120144383A
Authority: KR
Inventors: 양영철; 김정아; 서정일; 박종력
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2014-04-04

Abstract

본 발명은 부산물 처리방법에 관한 것으로서, 부산물 처리방법으로서, 제강공정에서 발생하는 부산물을 마련하는 과정과 상기 부산물을 해쇄하는 건식 해쇄 과정과 상기 해쇄된 부산물을 입경의 차이에 따라 각각의 입도 범위를 갖는 복수 개의 처리물로 분리하는 과정과 상기 복수의 처리물 중 최하위 입도 범위를 갖는 처리물을 제외한 나머지 처리물들을 질량의 차이에 따라 질량이 높은 처리물과 질량이 상대적으로 낮은 처리물로 건식 분급하는 과정 및 상기 질량이 높은 처리물과 상기 최하위 입도 범위를 갖는 처리물들을 자성 물질과 비 자성 물질로 선별하는 건식 자력 선별 과정을 포함한다.

Description

부산물 처리방법{Method for processing sludge}

본 발명은 부산물 처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제강 공정에서 발생하는 부산물을 재활용할 수 있는 부산물 처리방법에 관한 것이다.

철광석 및 석탄 등의 원료 가격 상승에 따른 제선 원가의 원료 가격에 대한 부담이 갈수록 증가 되는 실정이다. 예컨대, 매년 제철 원료인 철광석 수입량은 약 5,000만톤, 수입액은 약 6조 5천억원(110＄/ton)에 이른다. 제철 부산물은 철강제조 공정 중 건/습식 집진장치가 있는 모든 공정에서 슬래그, 더스트 종류의 부산물이 발생되며 발생량은 매년 약 200만ton이다. 이와 같은 부산물에는 제강 공정에 사용되는 원료물질 및 연료물질 등과 같은 유효물질을 다량 함유하고 있다. 매년 20% 즉, 40만ton을 재활용 처리하고, 재처리된 부산물로부터 직접환원철(총철은 60% 이상 함유)을 70% 회수한다면 28만ton(20만원/ton)을 얻을 수 있고 약 560억원의 원료비 절감 효과를 얻을 수 있다. 여기서 재활용 처리 기술에 따라 부산물 처리 능력이 증대되면 향후 경제적 효과는 더욱 증가할 것이다. 따라서, 비용 절감 및 자원 재활용 면에 있어서 부산물로부터 유효 물질을 선별하려는 다양한 노력이 요구되고 있다.

제강 공정에서 발생하는 더스트는 주요 성분인 철광석 외에 공정 내에서 발생하는 각종 불순 성분들을 다량 함유하여 원료로서의 재활용에 있어 사용량에 제약이 있다.

또한, 더스트는 불순성분으로 인하여 조업 상에 여러 장애를 발생시킬 가능성을 내재하고 있다. 이러한 더스트를 재활용에 있어서는 더스트 자체를 처리하여 불순성분을 제거하는 방식보다는 다른 원료와의 혼합 및 직접 환원철 제조공정 등을 통하여 재활용하는 방법 등이 개발되어 왔다. 그러나 더스트의 특성상 그 물리, 화학적 특성이 일정치 않고 변동이 심하여 더스트를 그대로 재활용하는 데는 한계가 있다.

또한, 제강 더스트의 주요 성분 함량은 Fe 20.93%, CaO 30.99%, C 7.27% 등으로 제선 공정에서 함철 원료나 Ca 성분 대체 부원료로 활용하기에는 타 성분 함량이 너무 높고 불균질하다. 하지만 제강 더스트로부터 고부가가치 원료로 재활용이 가능한 키쉬흑연(kish)을 회수할 수 있다. 예를 들어 키쉬흑연은 품위 200 기준 ＄125/5g, 품위 300 기준 ＄200/0.2g, 품위 300 기준 ＄350/0.5g 가격으로 2012년 12월 기준으로 거래될 만큼 고부가가치 원료이다.

종래에는 제강 더스트로부터 키쉬흑연 및 함철 원료를 분리/회수하기 위해 물을 사용하는 습식 선광 방법, 부유선별 방법이 사용되었다.

습식 선광 방법은 제강 더스트로부터 유효 성분을 비교적 용이하게 분리/회수하는 반면 선별 후 탈수 및 건조 등에 비용이 추가적으로 발생할 수밖에 없다. 또한, 습식 선광 과정에서 2차적인 부산물 즉, 오폐수를 발생시키며, 오폐수 처리를 위한 설비가 추가적으로 설치 운영되어야 한다는 어려움이 발생했다.

부유 선별 방법은 산과 같은 다양한 시약을 사용하여 더스트로부터 유효성분을 분리/회수한다. 유효 성분을 회수하기 위해 부가적인 원료(다양한 시약)를 투입하는 방식으로, 용수의 정수 처리에도 추가적인 비용 발생을 초래하였다. 상기 두 방식으로 더스트로부터 유효성분을 분리/회수 과정 중 2차 오염 물질(오폐수)을 발생시킨다. 또한, 2차 오염 물질을 재처리하기 위한 부가적으로 별도의 설비가 설치되어야한다. 따라서 초기 원료비를 절감하기 위한 더스트 재활용 기술의 취지를 벗어나며 추가적인 비용이 발생한다는 경제적인 측면에서 어려움이 발생한다. 이에 더스트 재활용 공정 중에 환경을 오염시키지 않으며 더스트로부터 유효 물질을 효과적으로 선별하여 재활용할 수 있는 방안이 요구된다.

KR 1989-0016186 A KR 0423440 B

본 발명은 제강 공정에서 발생되는 부산물로부터 고품위의 원료를 추출할 수 있는 부산물 처리방법을 제공한다.

본 발명은 부산물을 재활용하여 제조 비용을 절감할 수 있는 부산물 처리방법을 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 부산물 처리방법은, 부산물 처리방법으로서, 제강공정에서 발생하는 부산물을 마련하는 과정과 상기 부산물을 해쇄하는 건식 해쇄 과정과 상기 해쇄된 부산물을 입경의 차이에 따라 각각의 입도 범위를 갖는 복수 개의 처리물로 분리하는 과정과 상기 복수의 처리물 중 최하위 입도 범위를 갖는 처리물을 제외한 나머지 처리물들을 질량의 차이에 따라 질량이 높은 처리물과 질량이 상대적으로 낮은 처리물로 건식 분급하는 과정 및 상기 질량이 높은 처리물과 상기 최하위 입도 범위를 갖는 처리물들을 자성 물질과 비 자성 물질로 선별하는 건식 자력 선별 과정을 포함한다.

또한, 상기 부산물은 제강공정에서 발생되는 더스트인 것을 포함한다.

또한, 상기 더스트를 마련하는 과정은 수분을 제거하는 건조공정을 포함한다.

또한, 상기 부산물을 해쇄하는 건식 해쇄 과정은, 임펠러가 구비된 스크러버나 고속 교반 믹서 중 어느 하나를 사용하여 건식 조건하에서 해쇄하는 것을 포함한다.

또한, 상기 해쇄된 부산물을 입경의 차이에 따라 각각의 입도 범위를 갖는 복수 개의 처리물로 분리하는 과정은, 메시 크기가 다른 복수 개의 체를 구비하고, 상하운동 또는 좌우운동이 가능한 전동식 체가름 장치를 사용하는 것을 포함한다.

또한, 상기 복수 개의 체는 각각 0.06mm, 0.075mm, 0.1mm, 0.15mm, 0.2mm의 메시 크기를 갖는 것을 포함한다.

또한, 상기 복수 개의 처리물은 각각 0.2mm 초과, 0.2mm 이하 내지 0.15mm 초과, 0.15mm 이하 내지 0.1mm 초과, 0.1mm 이하 내지 0.075mm 초과, 0.075mm 이하 내지 0.06mm 초과, 0.06mm 미만의 입도 범위를 갖는 것을 포함한다.

또한, 상기 건식 분급하는 과정은, 상기 0.2mm 초과하는 산물은 4 내지 6L/min, 상기 2mm 이하 내지 0.15mm 초과하는 산물은 2 내지 3L/min, 상기 0.15mm 이하 내지 0.1mm 초과하는 산물은 1 내지 2L/min, 상기 0.1mm 이하 내지 0.075mm 초과하는 산물과 상기 0.075mm 이하 내지 0.06mm 초과하는 산물들은 0.5 내지 1.5L/min의 범위의 유속 조건 하에서 선별되는 것을 포함한다.

또한, 상기 건식 분급 과정은, 공기의 힘을 사용하는 지그재그 공기 분급기, 사이클론 분급기, 공기 강압여과장치 중 적어도 어느 하나를 사용하는 것을 포함한다.

또한, 상기 질량이 낮은 처리물은 키쉬흑연 추출물이고, 상대적으로 상기 질량이 높은 처리물은 철과 칼슘 혼합된 추출물인 것을 포함한다.

또한, 상기 키쉬흑연 추출물은 상기 키쉬흑연 추출물을 100 중량%으로 했을 때 75 중량% 이상 카본을 함유하는 품위를 갖는 것을 포함한다.

또한, 상기 자성물질로는 철 추출물, 상기 비 자성물질로는 칼슘 추출물을 선별하는 것을 포함한다.

또한, 상기 철은 추출물은 상기 철 추출물을 100 중량%으로 했을 때 60 중량% 이상철을 함유하는 품위를 갖는 것을 포함한다.

또한, 상기 칼슘 추출물은 상기 칼슘 추출물을 100중량%으로 했을 때 44중량% 이상의 칼슘을 함유하는 품위를 갖는 것을 포함한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 부산물 처리방법은, 제강 공정에서 발생하는 부산물 중 특히 더스트를 재활용할 수 있다. 특히, 대량 생산이 가능하고 공정이 간단한 물리적인 선광 공정을 적용함으로써 제강 공정은 물론, 제철소에서 발생하는 다양한 종류의 더스트를 재활용하는데 확대 적용될 수 있다.

또한, 더스트로부터 키쉬흑연(C), 철(Fe), 칼슘(Ca)을 함유하는 원료를 선택적으로 분리할 수 있다.

또한, 더스트로부터 추출되는 원료의 품위를 향상시키는 전처리공정으로 활용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 형태에 따른 부산물 처리방법은, 건식 처리 방법을 사용하여 더스트 처리 과정에 따른 환경 오염 및 비용을 감소시킬 수 있고, 원료 구매에 따른 비용을 절감할 수 있다. 그리고 더스트로부터 고품위의 원료를 추출할 수 있어, 이를 사용한 제품의 품질도 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 부산물의 처리과정을 보여주는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 부산물 처리방법에 의한 부산물의 변화를 보여주는 개략도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

본 발명에 따른 부산물 처리방법은 불필요한 성분이 제거된 더스트 자체를 재활용하는 기술보다 품위가 향상된 원료를 획득할 수 있으며, 건식 처리 방법을 사용하여 기존 습식 선광 방법 및 부유선별 방법과 달리 더스트 처리 과정에서 오염 물질을 발생하지 않는다.

부산물 처리 방법은 더스트의 입자들을 분리하기 위한 건식 해쇄과정, 건식 체가름 과정, 건식 분급 과정, 건식 자력 선별 과정을 포함한다. 이러한 일련의 과정을 통해 제강 공정에서 발생하는 더스트로부터 키쉬흑연(C), 철(Fe), 칼슘(Ca)을 함유하는 원료를 선택적으로 분리할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 부산물 처리방법을 실험 예를 통해 설명한다.

다음은 본 발명에 사용되는 제강 공정에서 발생하는 더스트에 대하여 하기 표 1 및 표 2를 참조하여 설명한다.

제강 공정에서 발생된 더스트를 마련한다. 더스트는 집진기를 통해 집진되며, 선 처리 과정인 건조 과정을 거친 후 마련된다. 마련된 제강 더스트는 하기의 표1에 나타난 바와 같은 조성을 갖는다.

성분	함량(중량%)
T.Fe	20.93
M.Fe	1.98
Ca	30.99
C	7.27
나머지	38.83

제강 더스트의 주요 구성 광물은 적철광, 소회석, 석회석, 흑연이다. 이러한 제강 더스트의 조성을 살펴보면 제선 공정의 원료물질로 사용되는 철(Fe) 성분을 20중량% 이상 함유하고 있으며, 탄소(C) 성분도 7중량% 이상 함유하고 있다.

제강 더스트를 대상으로 입도 시험을 실시한 결과 하기의 표 2와 같은 입도 분포(Particle Size Distribution)를 도출하였다.

누가 통과율	입자경(㎛)
D 10	7.5
D 50	50.9
D 90	310.3

상기 표 2를 살펴보면, 제강 더스트 구성물의 입도 범위는 비교적 넓었다. 따라서 입도 범위가 넓은 제강 더스트를 사용하여 유효물질(철, 키쉬흑연, 칼슘)을 물리적으로 직접적으로 선별하기 어렵다.

제강 더스트는 구성 물질의 입도 범위가 넓어 그대로 건식 분급을 적용할 경우, 구성 물질 간 비중의 차이에 의한 선별 효과가 떨어지게 된다. 이는 더스트 입자들은 극미분으로서 높은 표면 에너지에 기인한 응집 현상으로 선별 효율이 낮기 때문에 건식 체가름 과정 시행 전에 해쇄기에 제강 더스트를 투입하여 용매 내에서 더스트가 균일하게 분산되도록 한다. 이때, 사용되는 해쇄기는 해쇄기는 건식 해쇄 과정을 수행하는 설비로서 임펠러가 구비된 스크러버나 고속 교반 믹서 등을 사용하여 제강 더스트를 해쇄 과정을 수행한다. 임펠러를 1000 ~ 1200rpm 정도의 속도로 회전시켜 10분간 교반하는 해쇄(disintegration) 과정을 수행한다. 여기에서 해쇄는 응집된 더스트 입자들을 서로 분리하여 용매 내에서 균일하게 분산시키는 과정을 의미한다. 해쇄 과정이 수행된 제강 더스트는 구성 물질간 비중의 차이에 의한 선별 효과를 적용하여 유효물질을 선별할 수 있다.

이렇게 해쇄 공정이 완료되면, 해쇄 과정을 거친 제강 더스트를 건식 체가름기에 투입하여 입도 별로 분리하는 공정을 수행한다. 예건대, 건식 체가름 과정은 상하운동 또는 좌우운동이 가능한 복수 개의 체가 구비된 전동식 체가름 장치를 사용할 수 있다. 여기서 복수 개의 체는 제강 더스트의 구성 물질에서 유효물질을 선별하기 위해 다양한 메시(mesh) 크기를 갖는다. 예를 들어, 해쇄 과정을 거친 제강 더스트를 대상으로 0.06mm, 0.075mm, 0.1mm, 0.15mm, 0.2mm 메시 크기를 갖는 5종의 체로 구성된 전동식 체가름 장치를 사용하여 건식 체가름 과정을 실행하여 하기 표 3과 같은 체가름에 의한 입도 분리 산물의 성분 분석 결과를 도출하였다.

처리물(size)	산출률(%)	화학성분(wt%)
처리물(size)	산출률(%)	T.Fe	M.Fe	Ca	C	LOI
0.2mm 초과	3.17	20.62	10.27	9.60	53.62	16.16
0.2mm 이하 ~ 0.15mm 초과	3.88	11.90	3.56	24.72	30.38	33
0.15mm 이하 ~ 0.1mm 초과	6.25	14.42	3.92	31.87	12.71	41
0.1mm 이하 ~ 0.075mm 초과	7.20	14.30	3.01	34.18	9.45	42.07
0.075mm 이하 ~ 0.06mm 초과	16.71	13.23	2.21	37.29	5.67	43.81
0.06mm 미만	62.79	24.96	1.09	30.33	3.14	41.57

해쇄 공정이 완료된 제강 더스트는 0.2mm의 메시 크기를 갖는 체를 통과하고 다시 0.15mm, 0.1mm, 0.075mm, 0.06mm 메시 크기를 갖는 체를 순서대로 통과한다. 상기 표 3의 결과와 같이 제강 더스트는 6종의 입도 범위별 처리물로 분리된다. 각 처리물의 산출률을 100wt%의 기준 값으로 하고, 각 화학성분을 wt%로 분석하였다. 여기서 각 처리물의 전체 중량은 T.Fe 중량%와 Ca 중량%와 C 중량% 및 LOI(강열 감량, Loss On Ignition) 중량%의 합이다. 여기서 T.Fe 중량%은 total Fe 중량%을 의미하며, M.Fe 중량%는 Metal Fe 중량%를 의미하고, F.Fe 중량%에는 M.Fe 중량%과 산화철 성분들이 포함되어있다. 또한, Ca 중량%에는 Ca 산화물이 함께 포함되며, C 중량%에도 C 산화물이 함께 포함되어있다. LOI는 화학 분석 중 열에 의해 감소 된 중량%이다.

이렇게 입도 범위로 분류된 제강 더스트 중 건식 분급이 적용가능 한 입도를 갖는 0.06mm 이상의 제강 더스트들을 대상으로 공기 분급기를 사용하여 건식 분급을 한다. 건식 분급 과정은 각 입도 범위로 분리된 제강 더스트를 대상으로 다음과 같은 유속 조건으로 분급이 진행된다. 0.2mm 초과하는 제강 더스트에 대해서는 4 내지 6L/min, 0.2mm 이하 내지 0.15mm 초과하는 제강 더스트에 대해서는 2 내지 3L/min, 0.15mm 이하 내지 0.1mm 초과하는 제강 더스트에 대해서는 1 내지 2L/min, 0.1mm 이하 내지 0.075mm초과와 0.075mm 이하 내지 0.06mm 초과하는 제강 더스트에 대해서는 0.5 내지 1.5L/min의 유속 조건으로 건식 분급을 진행된다. 여기서 공기 분급기로는 지그재그 공기 분급기, 사이클론 분급기, 공기 강압여과장치(air aspirator) 중 적어도 어느 하나를 상기 유속 조건으로 사용하여 각 입도 범위의 제강 더스트를 O/F와 U/F로 분리할 수 있다. 또한, 각 유속조건의 기준 범위 미만으로 건식 분급이 진행되면 회수율이 감소하고, 기준 범위를 초과하면 회수되는 유효물질의 품위가 떨어진다. 이렇게 상기 유속 조건 하에서 공기의 힘을 사용하는 건식 분급 과정을 통해 각 입도 범위로 분류된 제강 더스트들을 각각 분급 산물인 키쉬흑연이 농축된 O/F(over flow) 산물과 철(Fe) 및 칼슘(Ca) 성분이 농축된 U/F(under flow) 산물로 분리할 수 있다. 여기서 O/F 와 U/F는 분급기 내에서 분체의 크기 및 질량의 차이에 따라 분류된다. 분체의 크기는 체가름 공정에서 분류되므로 건식 분급 공정에서는 분체의 질량의 차이에 따라 분류된다. 분류된 O/F로부터 카본을 함유한 키쉬흑연 추출물을 획득할 수 있다.

이렇게 건식 분급 공정이 완료되면, 입도 별 U/F 산물과 0.06mm 미만의 입도를 갖는 제강 더스트를 각각 자력 선별기에 투입하여 철(Fe)과 칼슘(Ca)으로 선별하는 건식 자력선별 공정을 수행한다. 자력선별 공정은 광액을 사용하지 않는 건식 자력선별기를 이용하여 수행될 수 있다. 건식 자력선별 공정은 유효물질의 품위, 즉, 철(Fe) 성분의 품위를 높이기 위해 본 실험에서는 자력선별 공정을 1차에 걸쳐 수행하였다. 이때, 자력선별 공정은 다단계로 수행될 수 있으며, 더 많은 차수에 걸쳐 수행하는 경우 유효물질인 철의 회수율이 저하되지않는 횟수로 추가될 수 있다.

다음은 본 발명에 사용되는 입도 범위별로 건식 분류 과정이 완료된 각 U/F 산물들과 0.6mm 이하 입도를 갖는 제강 더스트를 대상으로 각각 건식 자력선별을 적용하는 방법에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 부산물 처리방법에 의한 부산물의 변화를 보여주는 개략도이다.

다음 건식 자력선별 공정을 통해 입도 범위별로 건식 분류 과정이 완료된 각 U/F 산물들과 0.6mm 이하 입도를 갖는 제강 더스트로부터 자성물질(정광1)과 비자성물질(광미1)을 선별한다. 이때, 자력선별 공정은 3,000 이상 내지 10,000 Gauss세기의 자력을 이용하여 수행될 수 있다. 예컨대, 건식 분급 과정 완료 후, 각 입도 범위의 U/F 산물과 0.06mm 이하 산물에 대해서 각각 건식 자력선별을 실시하여 유효물질인 정광 2인 철(Fe) 및 광미인 칼슘(Ca)으로 선별/분리한다. 건식 자력 선별에 사용되는 자력 선별기는 3,000 이상 내지 10,000 이하 Gauss의 자속 밀도를 갖는 롤형 또는 벨트형 자력선별기 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다. 여기서 자속 밀도가 3,000 Gauss 미만이 되면, 유효물질의 회수율이 감소하고, 10,000 Gauss 초과하면 회수되는 유효물질의 품위가 떨어진다. 상기와 같은 조건하에 건식 자력선별을 통해 각 입도 범위의 U/F 산물과 0.06mm 이하 산물을 대상으로 유효물질 즉, 정광 2인 철(Fe)을 함유한 추출물 및 광미인 칼슘(Ca)을 함유한 추출물로 선별/분리할 수 있다.

하기의 표 4에는 본 발명의 실시 예에 따른 부산물 처리 공정을 통해 선별된 물질들의 성분을 분석한 결과가 나타나있다.

산물	산출률 (wt%)	화학 성분 wt%					회수율%
산물	산출률 (wt%)	T.Fe	M.Fe	Ca	C	LOI	회수율%
원광	100.0	20.93	1.98	30.99	7.27	40.81	-
키쉬흑연(정광1)	3.8	4.28	0.45	7.95	75.37	12.4	C 39.39
Fe 자력선별(정광2)	28.3	60.1	6.31	2.6	6.2	31.1	Fe 81.26
Ca 자력선별 (광미)	67.9	5.6	0.27	44.1	3.9	46.4	Ca 96.62

이렇게 선별된 유효물질과 원료물질 즉, 원광으로부터의 유효물질 회수율을 살펴보면 다음과 같다. 회수율(%)은 하기의 수학식1에 의해 산출될 수 있다.

상기 표 4를 참조하여, 각 산물의 회수율은 상기 수학식 1에 의해 산출되며, 각 산물의 품위는 각 산물의 산출률을 100wt%로 기준 했을 때 각 산물에 화학 성분이 함량 된 수치(wt%)로 정해진다.

키쉬흑연(정광1) 추출물 살펴보면 제강 더스트로부터 천연 흑연을 대체할 수 있는 키쉬흑연 추출물의 산출률은 3.8%이고, 키쉬흑연 추출물을 전체 100중량%으로 했을 때 카본(C) 및 카본 산화물의 함유량 75.37중량%의 품위를 갖는 키쉬흑연 추출물을 상기 수학식 1에 의해 39.39% 회수율로 획득할 수 있었다. 따라서, 제강 더스트(원광)에 비해 다량의 카본 및 카본 산화물을 함유하는 고품위의 키쉬흑연 추출물을 39% 이상의 회수율로 획득할 수 있다.

철광석 원료를 대체하여 재활용될 수 있는 철(Fe) 추출물(정광2)의 산출률은 28.3%이고, 철 추출물을 전체 100중량%으로 했을 때 철과 철 산화물의 함유량 60.1%의 품위를 갖는 철 추출물을 상기 수학식 1에 의해 81.26% 회수율로 획들 할 수 있었다. 따라서, 제강 더스트(원광)에 비해 다량의 철 및 철 산화물을 함유하는 고품위의 철 추출물을 81% 이상의 회수율로 획득할 수 있다.

제선 부원료를 대체하여 재활용될 수 있는 칼슘(Ca) 추출물의 산출률은 67.9%이고, 칼슘 추출물 전체 100중량%으로 했을 때 칼슘 및 칼슘 산화물의 함유량 44.1 중량%의 품위를 갖는 칼슘 추출물을 상기 수학식 1에 의해 96.62% 회수율로 획득할 수 있었다. 따라서 제강 더스트(원광)에 비해 다량의 칼슘 및 칼슘 산화물을 함유하는 고품위의 칼슘 추출물을 96% 이상의 회수율로 획득할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 부산물 처리 공정을 통해 제조된 키쉬흑연 추출물, 철 추출물, 칼슘 추출물은 원료물질 즉, 제강 더스트에 함유된 C, Fe, Ca 함유량보다 높은 함유량을 보이고 있다. 이에 본 발명에 의해 선별된 유효물질의 품위가 제강 더스트에 비해 비교적 높은 것을 알 수 있다.

다음은 본 발명의 실시 예에 따른 부산물 공정을 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 부산물의 처리과정을 보여주는 순서도이다.

먼저, 부산물 즉, 제강 더스트를 마련한다(S100). 여기서 제강 더스트는 집진설비를 통해 집진된 제강 더스트를 대상으로 수분을 제거하는 건조과정이 완료되어 마련된다.

그 후, 마련된 제강 더스트를 대상으로 건식 해쇄 공정을 진행한다(S200). 여기서 해쇄 과정은 상기 자세히 설명되었으므로 생략한다.

그 후, 해쇄 공정이 완료된 시료를 대상으로 건식 체가름 공정을 통해 입도 별로 분리한다(S300). 상기 설명된 바와 같이 복수 개의 체가 구비된 건식 체가름 설비를 통해 해쇄 공정이 완료된 시료는 각 입도 범위를 갖는 처리물들로 분리된다. 본 발명의 실시 예에서는 해쇄 공정이 완료된 시료를 5종의 각각 다른 체의 크기를 갖는 체들을 사용하여 6종의 입도 범위를 갖는 처리물들로 분리하였다. 여기서 복수 개의 체는 각각 체의 크기가 변경 가능하며, 사용되는 체의 개수 또한 가감 가능하다.

그 후, 각 입도 범위별로 분리된 각 처리물 중 최하위 입도 범위를 가지는 처리물을 제외한 나머지 처리물들을 대상으로 건식 분급 공정을 통해 질량이 높은 처리물과 상대적으로 질량이 낮은 처리물로 선별/분리한다(S400). 여기서 정광1을 제조할 수 있다.

그 후, 건식 분급 공정이 완료된 각 입도 범위별 U/F 산물들과 건식 체가름 공정으로 분리된 산물 중 최하 입도 범위를 갖는 산물을 대상으로 건식 자력 선별 공정을 통해 정광1과 광미를 분리한다(S500). 여기서 건식 자력 선별을 통해 정광1과 광미를 제조할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

부산물 처리방법으로서,
제강공정에서 발생하는 부산물을 마련하는 과정;
상기 부산물을 해쇄하는 건식 해쇄 과정;
상기 해쇄된 부산물을 입경의 차이에 따라 각각의 입도 범위를 갖는 복수 개의 처리물로 분리하는 과정;
상기 복수의 처리물 중 최하위 입도 범위를 갖는 처리물을 제외한 나머지 처리물들을 질량의 차이에 따라 질량이 높은 처리물과 질량이 상대적으로 낮은 처리물로 건식 분급하는 과정;
상기 질량이 높은 처리물과 상기 최하위 입도 범위를 갖는 처리물들을 자성 물질과 비 자성 물질로 선별하는 건식 자력 선별 과정;
을 포함하는 부산물 처리방법.
청구항 1에 있어서,
상기 부산물은 제강공정에서 발생되는 더스트인 부산물 처리방법.
청구항 2에 있어서,
상기 더스트를 마련하는 과정은 수분을 제거하는 건조공정을 포함하는 부산물 처리방법.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 부산물을 해쇄하는 건식 해쇄 과정은,
임펠러가 구비된 스크러버나 고속 교반 믹서 중 어느 하나를 사용하여 건식 조건하에서 해쇄하는 부산물 처리방법.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 해쇄된 부산물을 입경의 차이에 따라 각각의 입도 범위를 갖는 복수 개의 처리물로 분리하는 과정은, 메시 크기가 다른 복수 개의 체를 구비하고, 상하운동 또는 좌우운동이 가능한 전동식 체가름 장치를 사용하는 부산물 처리방법.
청구항 5에 있어서,
상기 복수 개의 체는 각각 0.06mm, 0.075mm, 0.1mm, 0.15mm, 0.2mm의 메시 크기를 갖는 부산물 처리방법.
청구항 1에 있어서,
상기 복수 개의 처리물은 각각 0.2mm 초과, 0.2mm 이하 내지 0.15mm 초과, 0.15mm 이하 내지 0.1mm 초과, 0.1mm 이하 내지 0.075mm 초과, 0.075mm 이하 내지 0.06mm 초과, 0.06mm 미만의 입도 범위를 갖는 부산물 처리방법.
청구항 7에 있어서,
상기 건식 분급하는 과정은,
상기 0.2mm 초과하는 산물은 4 내지 6L/min, 상기 2mm 이하 내지 0.15mm 초과하는 산물은 2 내지 3L/min, 상기 0.15mm 이하 내지 0.1mm 초과하는 산물은 1 내지 2L/min, 상기 0.1mm 이하 내지 0.075mm 초과하는 산물과 상기 0.075mm 이하 내지 0.06mm 초과하는 산물들은 0.5 내지 1.5L/min의 범위의 유속 조건 하에서 선별되는 부산물 처리방법.
청구항 1 내지 청구항 3 및 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 건식 분급 과정은, 공기의 힘을 사용하는 지그재그 공기 분급기, 사이클론 분급기, 공기 강압여과장치 중 적어도 어느 하나를 사용하는 부산물 처리방법.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 질량이 낮은 처리물은 키쉬흑연 추출물이고, 상대적으로 상기 질량이 높은 처리물은 철과 칼슘 혼합된 추출물인 부산물 처리방법.
청구항 10 에 있어서,
상기 키쉬흑연 추출물은 상기 키쉬흑연 추출물을 100 중량%으로 했을 때 75 중량% 이상 카본을 함유하는 품위를 갖는 부산물 처리방법.
청구항 10 에 있어서,
상기 자성물질로는 철 추출물, 상기 비 자성물질로는 칼슘 추출물을 선별하는 부산물 처리방법.
청구항 12에 있어서,
상기 철은 추출물은 상기 철 추출물을 100 중량%으로 했을 때 60 중량% 이상철을 함유하는 품위를 갖는 부산물 처리방법.
청구항 12에 있어서,
상기 칼슘 추출물은 상기 칼슘 추출물을 100중량%으로 했을 때 44중량% 이상의 칼슘을 함유하는 품위를 갖는 부산물 처리방법.